Легковес на Python
Легковес — это структурный паттерн, который экономит память, благодаря разделению общего состояния, вынесенного в один объект, между множеством объектов.
Легковес позволяет экономить память, кешируя одинаковые данные, используемые в разных объектах.
Сложность:
Популярность:
Применимость: Весь смысл использования Легковеса — в экономии памяти. Поэтому, если в приложении нет такой проблемы, то вы вряд ли найдёте там примеры Легковеса.
Признаки применения паттерна: Легковес можно определить по создающим методам класса, которые возвращают закешированные объекты, вместо создания новых.
Концептуальный пример
Этот пример показывает структуру паттерна Легковес, а именно — из каких классов он состоит, какие роли эти классы выполняют и как они взаимодействуют друг с другом.
main.py: Пример структуры паттерна
import json
from typing import Dict
class Flyweight():
"""
Легковес хранит общую часть состояния (также называемую внутренним
состоянием), которая принадлежит нескольким реальным бизнес-объектам.
Легковес принимает оставшуюся часть состояния (внешнее состояние, уникальное
для каждого объекта) через его параметры метода.
"""
def __init__(self, shared_state: str) -> None:
self._shared_state = shared_state
def operation(self, unique_state: str) -> None:
s = json.dumps(self._shared_state)
u = json.dumps(unique_state)
print(f"Flyweight: Displaying shared ({s}) and unique ({u}) state.", end="")
class FlyweightFactory():
"""
Фабрика Легковесов создает объекты-Легковесы и управляет ими. Она
обеспечивает правильное разделение легковесов. Когда клиент запрашивает
легковес, фабрика либо возвращает существующий экземпляр, либо создает
новый, если он ещё не существует.
"""
_flyweights: Dict[str, Flyweight] = {}
def __init__(self, initial_flyweights: Dict) -> None:
for state in initial_flyweights:
self._flyweights[self.get_key(state)] = Flyweight(state)
def get_key(self, state: Dict) -> str:
"""
Возвращает хеш строки Легковеса для данного состояния.
"""
return "_".join(sorted(state))
def get_flyweight(self, shared_state: Dict) -> Flyweight:
"""
Возвращает существующий Легковес с заданным состоянием или создает
новый.
"""
key = self.get_key(shared_state)
if not self._flyweights.get(key):
print("FlyweightFactory: Can't find a flyweight, creating new one.")
self._flyweights[key] = Flyweight(shared_state)
else:
print("FlyweightFactory: Reusing existing flyweight.")
return self._flyweights[key]
def list_flyweights(self) -> None:
count = len(self._flyweights)
print(f"FlyweightFactory: I have {count} flyweights:")
print("\n".join(map(str, self._flyweights.keys())), end="")
def add_car_to_police_database(
factory: FlyweightFactory, plates: str, owner: str,
brand: str, model: str, color: str
) -> None:
print("\n\nClient: Adding a car to database.")
flyweight = factory.get_flyweight([brand, model, color])
# Клиентский код либо сохраняет, либо вычисляет внешнее состояние и передает
# его методам легковеса.
flyweight.operation([plates, owner])
if __name__ == "__main__":
"""
Клиентский код обычно создает кучу предварительно заполненных легковесов на
этапе инициализации приложения.
"""
factory = FlyweightFactory([
["Chevrolet", "Camaro2018", "pink"],
["Mercedes Benz", "C300", "black"],
["Mercedes Benz", "C500", "red"],
["BMW", "M5", "red"],
["BMW", "X6", "white"],
])
factory.list_flyweights()
add_car_to_police_database(
factory, "CL234IR", "James Doe", "BMW", "M5", "red")
add_car_to_police_database(
factory, "CL234IR", "James Doe", "BMW", "X1", "red")
print("\n")
factory.list_flyweights()
Output.txt: Результат выполнения
FlyweightFactory: I have 5 flyweights:
Camaro2018_Chevrolet_pink
C300_Mercedes Benz_black
C500_Mercedes Benz_red
BMW_M5_red
BMW_X6_white
Client: Adding a car to database.
FlyweightFactory: Reusing existing flyweight.
Flyweight: Displaying shared (["BMW", "M5", "red"]) and unique (["CL234IR", "James Doe"]) state.
Client: Adding a car to database.
FlyweightFactory: Can't find a flyweight, creating new one.
Flyweight: Displaying shared (["BMW", "X1", "red"]) and unique (["CL234IR", "James Doe"]) state.
FlyweightFactory: I have 6 flyweights:
Camaro2018_Chevrolet_pink
C300_Mercedes Benz_black
C500_Mercedes Benz_red
BMW_M5_red
BMW_X6_white
BMW_X1_red
